基于AT89C2051和InRF401的無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

基于單片機(jī)AT89C2051和InRF401的呼吸暫停無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了呼吸暫停監(jiān)測(cè)的無線化和可移動(dòng)性，并且能對(duì)患者是否出現(xiàn)過呼吸暫停以及暫停次數(shù)進(jìn)行方便、有效的監(jiān)測(cè)。該系統(tǒng)充分利用了nRF40l單片無線收發(fā)芯片和AT89C205l單片機(jī)內(nèi)核，在體積、重量、操作簡單性等方面都取得了很大突破;另外采用了一種高效的呼吸信號(hào)新型采集方法，使信號(hào)處理更加簡單、準(zhǔn)確。該系統(tǒng)能在基本不影響人們睡眠的狀況下進(jìn)行有效的呼吸監(jiān)測(cè)，將監(jiān)測(cè)結(jié)果提供給醫(yī)生并作為醫(yī)療參考，以能夠給被測(cè)病人提供個(gè)性化治療方案。

　　引言

　　目前醫(yī)生在診斷睡眠呼吸暫停癥時(shí)常使用夜間睡眠呼吸多項(xiàng)生理監(jiān)測(cè)儀，記錄一整夜的睡眠周期，其中包括呼吸暫停以及呼吸變淺的次數(shù)、型態(tài)、缺氧指數(shù)、次數(shù)、心電圖的變化、口鼻腔氣流、胸腹部呼吸運(yùn)動(dòng)、耳垂血氧等信號(hào)的記錄、打鼾次數(shù)等情形。雖然這些儀器測(cè)量較準(zhǔn)確，但需要在身上配戴多種儀器，也必須在特定的醫(yī)院中由專業(yè)人士操作才能進(jìn)行測(cè)量，非常不方便，并且也容易影響患者的睡眠，所以不適合做長期的監(jiān)測(cè)。并且這樣的儀器價(jià)格昂貴，患者更不會(huì)買來在家庭使用。針對(duì)上述缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)了本套無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，本系統(tǒng)使用簡單、基本不影響睡眠、價(jià)格低廉;適合在居家睡眠環(huán)境下做長期自測(cè)和與醫(yī)生進(jìn)行醫(yī)療遠(yuǎn)程互動(dòng)，以達(dá)到幫助醫(yī)生了解患者病情的目的。

　　1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述

　　本系統(tǒng)采用433MHz的無線收發(fā)芯片。nRF401，外圍電路很少，并且不需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行曼徹斯特編碼，只需利用單片機(jī)來控制該收發(fā)芯片的工作過程。利用數(shù)字溫度傳感器DSl8820進(jìn)行呼吸信號(hào)提取，然后利用由單片機(jī)控制的無線收發(fā)系統(tǒng)的發(fā)射部分將提取出的呼吸信號(hào)發(fā)射出去;經(jīng)過接收模塊，將接收到的呼吸信號(hào)傳送到單片機(jī)中進(jìn)行處理，從而將呼吸暫停出現(xiàn)的次數(shù)顯示出來。原理框圖如圖1所示。

　　2 呼吸信號(hào)提取和無線收發(fā)

　　2.1 呼吸信號(hào)提取電路的選擇

　　首先想到的是采用壓力法，但由于口、鼻腔處的壓力變化很微弱，并且弱壓傳感器的靈敏度很高，容易受各種因素的影響，造成誤動(dòng)作，故壓力法不宜采用。我們知道人的呼吸是通過鼻子或嘴，所以在鼻子和嘴巴附近可以放置多個(gè)溫度傳感器，通過溫度的變化將呼吸信號(hào)提取出來，而作為數(shù)字溫度傳感器的DSl8820就能滿足此要求。

　　DSl8B20是DALLAS公司生產(chǎn)的一線式數(shù)字溫度傳感器，具有3引腳TO-92小體積封裝形式;溫度測(cè)量范圍為-55℃～+125℃，可編程為9位～12位A/D轉(zhuǎn)換精度，測(cè)溫分辨率可達(dá)0.0625℃，被測(cè)溫度用符號(hào)擴(kuò)展的16位數(shù)字量方式串行輸出;其工作電源既可在遠(yuǎn)端引入，也可采用寄生電源方式產(chǎn)生;多個(gè)DSl8820可以并聯(lián)到3根或2根線上，CPU只需一根端口線就能與諸多DSl8820通信，占用微處理器的端口較少，可節(jié)省大量的引線和邏輯電路，其應(yīng)用電路如圖2所示。

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